論文の概要: Lattice surgery-based logical state teleportation via noisy links
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.15747v1
- Date: Tue, 22 Apr 2025 09:49:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-30 21:11:06.988002
- Title: Lattice surgery-based logical state teleportation via noisy links
- Title（参考訳）: 格子手術に基づく雑音リンクによる論理状態テレポーテーション
- Authors: Áron Márton, Luis Colmenarez, Lukas Bödeker, Markus Müller,
- Abstract要約: 本稿では,論理状態テレポーテーションプロトコルの可逆位相図について検討する。
整合性閾値線は分離の増大に伴う電力法則として崩壊することがわかった。
以上の結果から,論理状態の遠隔伝送プロトコルはリンク領域のノイズレートをはるかに高めることができることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.351813974961217
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: For planar architectures surface code-based quantum error correction is one of the most promising approaches to fault-tolerant quantum computation. This is partially due to the variety of fault-tolerant logical protocols that can be implemented in two dimensions using local operations. One such protocol is the lattice surgery-based logical state teleportation, which transfers a logical quantum state from an initial location on a quantum chip to a target location through a linking region of qubits. This protocol serves as a basis for higher-level routines, such as the entangling CNOT gate or magic state injection. In this work we investigate the correctability phase diagram of this protocol for distinct error rates inside the surface code patches and within the linking region. We adopt techniques from statistical physics to describe the numerically observed crossover regime between correctable and uncorrectable quantum error correction phases, where the correctability depends on the separation between the initial and target locations. We find that inside the crossover regime the correctability-threshold lines decay as a power law with increasing separation, which we explain accurately using a finite-size scaling analysis. Our results indicate that the logical state teleportation protocol can tolerate much higher noise rates in the linking region compared to the bulk of the surface code patches, provided the separation between the positions is relatively small.
- Abstract（参考訳）: 平面アーキテクチャでは、表面コードに基づく量子エラー補正はフォールトトレラント量子計算における最も有望なアプローチの1つである。
これは、ローカル操作を使って2次元で実装できるフォールトトレラントな論理プロトコルの多様さが原因である。
そのようなプロトコルの1つは格子手術に基づく論理状態テレポーテーションであり、量子チップ上の初期位置から量子ビットのリンク領域を介して標的位置へ論理量子状態を転送する。
このプロトコルは、絡み合うCNOTゲートやマジックステートインジェクションのような高レベルのルーチンの基礎となる。
本研究では,このプロトコルの修正可能性フェーズ図を用いて,表面コードパッチ内およびリンク領域内におけるエラー率を推定する。
我々は統計物理学の手法を用いて、初期位置と目標位置の分離に依存する補正不可能な量子誤り補正相と補正不能な量子エラー補正相の数値的な交叉状態を記述する。
クロスオーバー体制の中では, 整合性閾値線は分離の増大に伴う電力法則として崩壊し, 有限スケールスケール解析を用いて正確に説明できることがわかった。
その結果, 位置分離が比較的小さい場合, 論理状態の遠隔伝送プロトコルは, 表面コードパッチの大部分に比べてリンク領域のノイズレートがはるかに高いことが示唆された。
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